(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク溶射装置であって、溶射ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触点にまで金属製の２つの線材を案内するためにガン本体によって、集束するように保持された１対の管状の線材ガイドと、該線材ガイドを通じて線材を個々に供給するために機能的に結合された線材供給機構と、ガン本体内で線材ガイドに対して中心に位置した中心軸線に沿ったチャネリングと、中心軸線と同軸的にガン本体に取り付けられたガスキャップとが設けられており、線材に、噴霧先端部におけるアーク及びひいては溶融金属を生ぜしめるためにアーク電流が流れるようになっており、一次ガスチャネリングが、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成のために一次ガス流を発生させるために一次的な圧縮ガス源に接続されており、ガスキャップが、中心軸線を中心にしてアーチ状に等間隔を置いて配置された少なくとも４つの複数のオリフィスを有しており、該複数のオリフィスが、二次的な圧縮ガス源に同時に接続されており、かつ、中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって、前方向成分と共に内方へ二次的なガスジェットを向けるように中心軸線に対して所定の角度で方向付けられたオリフィス軸線を有しており、交差箇所が、接触点の近傍で、かつジェットがアーク及び霧化を妨害することがないように接触点から十分に下流に間隔を置いて配置されており、オリフィスが、等しい寸法を備える円形の断面を有しておりかつ、少なくとも４：１の、直径に対する長さのアスペクト比を有しており、前記角度が、十分な二次的なガス圧力において噴霧流が二次的なガスジェットによって円形の横断面を有しながら狭窄されかつ加速されるように、選択されていることを特徴とする、アーク溶射装置。
【請求項２】
前記複数のオリフィスが、直径方向で向き合ったオリフィスの対として設けられた偶数のオリフィスから成っている、請求項１記載のアーク溶射装置。
【請求項３】
前記交差箇所が、接触点から０．５〜１ｃｍの箇所に位置している、請求項１記載のアーク溶射装置。
【請求項４】
前記複数が、全部で１０〜２０である、請求項１記載のアーク溶射装置。
【請求項５】
前記オリフィスが、中心軸線に対して３０〜４０゜の角度で、中心軸線上の交差箇所に向かって集束するように配置されている、請求項１記載のアーク溶射装置。
【請求項６】
前記ガスキャップが、接触点を取り囲んだ、前方に向かって拡開した内面を有しており、前記オリフィスが、拡開した内面において出口を有している、請求項１記載のアーク溶射装置。
【請求項７】
前記ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜしめるように一次ガス流を一次ジェットに狭窄するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かってテーパした内面を有している、請求項６記載のアーク溶射装置。
【請求項８】
拡開した内面が、中心軸線から、該中心軸線に対して３０〜５０゜の角度で拡開しており、オリフィス軸線が、中心軸線上の交差箇所に向かって、中心軸線に対して３０〜４０゜の角度で集束している、請求項６記載のアーク溶射装置。
【請求項９】
アーク溶射装置であって、溶射ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触点にまで金属製の２つの線材を案内するためにガン本体によって、集束するように保持された１対の管状の線材ガイドと、該線材ガイドを通じて線材を個々に供給するために機能的に結合された線材供給機構と、ガン本体内で線材ガイドに対して中心に位置した中心軸線上の一次ガスチャネリングと、中心軸線と同軸的にガン本体に取り付けられたガスキャップとが設けられており、線材に、噴霧先端部におけるアーク及びひいては溶融金属を生ぜしめるためにアーク電流が流れるようになっており、一次ガスチャネリングが、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成のために一次ガス流を発生させるために一次的な圧縮ガス源に接続されており、
ガスキャップが、中心軸線を中心としてアーチ状に等しく間隔を置いて配置された少なくとも４つの複数のオリフィスを有しており、該オリフィスが、オリフィス軸線を有しておりかつ、二次的な圧縮ガス源に接続されておりかつ、中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって前方向成分と共に内方へ二次的なガスジェットを方向付けるように向き付けられており、交差箇所が、接触点の近傍に配置されておりかつ、ジェットが実質的にアーク及び霧化を妨害しないように十分に前記接触点から下流に間隔を置いて配置されており、
前記ガスキャップがさらに、接触点を取り囲んだ、前方に向かって拡開した内面を有しており、前記オリフィスが、拡開した内面において出口を有しており、
拡開した内面が、中心軸線から、該中心軸線に対して３０〜５０゜の角度で拡開しており、オリフィス軸線が、中心軸線上の交差箇所に向かって、中心軸線に対して３０〜４０゜の角度で集束しており、
前記複数のオリフィスが、直径方向で向き合ったオリフィスの対として設けられた偶数のオリフィスから成っており、前記交差箇所が、接触点から０．５〜１ｃｍの箇所に位置しており、前記複数が、全部で１０〜２０であり、噴霧流が、二次ガスジェットによって狭窄及び加速されるようになっていることを特徴とする、アーク溶射装置。
【請求項１０】
前記ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜしめるように一次ガス流を一次ジェットに狭窄するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かってテーパした内面を有している、請求項９記載のアーク溶射装置。
【請求項１１】
アーク溶射装置のためのガスキャップであって、前記アーク溶射装置が、溶射ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触点にまで２つの金属の線材を案内するためにガス本体によって、集束するように保持された１対の管状の線材ガイドと、該線材ガイドを通じて個々に線材を供給するために機能結合された線材供給機構と、ガン本体において線材ガイドに対して中心に位置した中心軸線に沿って設けられた一次ガスチャネリングとを有しており、前記線材に、噴霧先端部においてアーク及びその結果生じる溶融金属を生ぜしめるためにアーク電流が流れるようになっており、一次ガスチャネリングが、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成のための一次ガス流を発生させるために、一次的な圧縮ガス源に接続されている形式のものにおいて、
ガスキャップが、該ガスキャップをガン本体に中心軸線と同軸的に組み付けるように適応させられたキャップ構造を含み、ガスキャップが、中心軸線を中心にアーチ状に等間隔を置いて配置された少なくとも４つの複数のオリフィスを有しており、ガスキャップがガン本体に組み付けられている場合、オリフィスが同時に二次的な圧縮ガス源に接続されており、オリフィスが、中心軸線に対して角度を成しておりこれによりオリフィスが二次ガスジェットを内方へ前方向成分と共に中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって方向付けるようになっており、前記交差箇所が、接触点の近傍でかつジェットがアーク及び霧化を妨害しないように該接触点から十分に下流に配置されており、オリフィスが、等しい寸法を備えた円形断面を有しておりかつ、少なくとも４：１の、直径に対する長さのアスペクト比を有しており、前記角度が、二次的なガス圧力が十分である場合に噴霧流が二次ガスジェットによって円形の断面を備えながら狭窄されかつ加速されるように選択されていることを特徴とする、アーク溶射装置のためのガスキャップ。
【請求項１２】
前記複数のオリフィスが、直径方向で対向したオリフィスの対として設けられた偶数のオリフィスから成っている、請求項１１記載のガスキャップ。
【請求項１３】
交差箇所が、接触点から０．５〜１ｃｍの箇所に位置している、請求項１１記載のガスキャップ。
【請求項１４】
前記複数が、全部で１０〜２０である、請求項１１記載のガスキャップ。
【請求項１５】
前記オリフィスが、中心軸線上の交差箇所に向かって、前記中心軸線に対して３０〜４０゜の角度で集束するように配置されている、請求項１１記載のガスキャップ。
【請求項１６】
前記ガスキャップが、接触点を取り囲んだ、前方へ向かって拡開した内面を有しており、前記オリフィスが、前記拡開した内面に出口を有している、請求項１１記載のガスキャップ。
【請求項１７】
前記ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜしめるために一次ガス流を一次ジェットに狭窄するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かってテーパした内面を有している、請求項１６記載のガスキャップ。
【請求項１８】
前記内面が、中心軸線から、該中心軸線に対して３０〜５０゜の角度で拡開しており、オリフィスが、中心軸線上の交差箇所に向かって、中心軸線に対して３０〜４０゜の角度で集束するように配置されている、請求項１６記載のガスキャップ。
【請求項１９】
アーク溶射装置のためのガスキャップであって、前記アーク溶射装置が、溶射ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触点にまで２つの線材を案内するためにガス本体によって、集束するように保持された１対の管状の線材ガイドと、該線材ガイドを通じて個々に線材を供給するために機能結合された線材供給機構と、ガン本体において線材ガイドに対して中心に位置した中心軸線に沿って設けられた一次ガスチャネリングとを有しており、前記線材に、噴霧先端部においてアーク及びその結果生じる溶融金属を生ぜしめるためにアーク電流が流れるようになっており、一次ガスチャネリングが、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成のための一次ガス流を発生させるために、一次的な圧縮ガス源に接続されている形式のものにおいて、
前記ガスキャップが、該ガスキャップをガン本体に中心軸線と同軸的に組み付けるように適応させられたキャップ構造から成っており、ガスキャップが、中心軸線を中心としてアーチ状に等間隔を置いて配置された少なくとも４つの複数のオリフィスを有しており、該オリフィスが、オリフィス軸線を有しておりかつ二次的な圧縮ガス源に接続されておりかつ中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって前方向成分と共に内方へ二次的なガスジェットを向けるように方向付けられており、交差箇所が、接触点の近傍でかつジェットがアーク及び霧化を妨害することがないように十分に接触点から下流に間隔を置いて位置しており、
前記ガスキャップが、接触点を取り囲んだ、前方へ向かって拡開した内面を有しており、前記オリフィスが、前記拡開した内面に出口を有しており、
前記内面が、中心軸線から、該中心軸線に対して３０〜５０゜の角度で拡開しており、オリフィスが、中心軸線上の交差箇所に向かって、中心軸線に対して３０〜４０゜の角度で集束するように配置されており、
前記複数のオリフィスが、直径方向で対向したオリフィスの対として設けられた偶数のオリフィスから成っており、交差箇所が、接触点から０．５〜１ｃｍの箇所に位置しており、前記複数が、全部で１０〜２０であり、噴霧流が、二次的なガスジェットによって狭窄及び加速されるようになっていることを特徴とする、アーク溶射装置のためのガスキャップ。
【請求項２０】
前記ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜしめるために一次ガス流を一次ジェットに狭窄するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かってテーパした内面を有している、請求項１９記載のガスキャップ。
【請求項２１】
アーク溶射ガンのためのガスキャップにおいて、ガスキャップを、２本線材式アーク溶射ガンのガン本体に中心軸線と同軸的に組み付けるように適応させられたキャップ構造が設けられており、ガスキャップが、中心軸線を中心としてアーチ状に等しく間隔を置いて配置された少なくとも４つの複数のオリフィスを有しており、これにより、ガスキャップがガン本体に組み付けられている場合、オリフィスが同時に二次的な圧縮ガス源に接続されるようになっており、オリフィスが、実質的に等しい寸法を有しておりかつ、中心軸線に対して３０゜〜４０゜の角度を成して、中心軸線上の交差箇所に向かって集束するオリフィス軸線を有しており、オリフィスが、少なくとも４：１の、長さ対直径のアスペクト比を有していることを特徴とする、アーク溶射ガンのためのガスキャップ。
【請求項２２】
前記複数のオリフィスが、直径方向で対向したオリフィスの対として設けられた偶数のオリフィスから成っており、前記複数が、全部で１０〜２０である、請求項２１記載のガスキャップ。
【請求項２３】
前記ガスキャップが、接触点を取り囲んだ、前方へ向かって拡開した内面を有しており、前記オリフィスが、前記拡開した内面に出口を有している、請求項２１記載のガスキャップ。
【請求項２４】
前記ガスキャップが、さらに、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かってテーパした内面を有している、請求項２３記載のガスキャップ。
【請求項２５】
前記内面が、中心軸線から、該中心軸線に対して３０〜５０゜の角度で拡開している、請求項２３記載のガスキャップ。
【請求項２６】
前記複数のオリフィスが、直径方向で対向したオリフィスの対として設けられた偶数のオリフィスから成っており、交差箇所が、接触点から０．５〜１ｃｍの箇所に位置しており、前記複数が、全部で１０〜２０である、請求項２５記載のガスキャップ。
【請求項２７】
前記ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜしめるために一次ガス流を一次ジェットに狭窄するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かってテーパした内面を有している、請求項２６記載のガスキャップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーク溶射装置及びアーク溶射装置のためのガスキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶射は、コーティングを形成するために金属等の溶融した材料の細かい粒子を溶融しかつ噴射する処理である。溶射ガンの１つのタイプは２本線材式アーク溶射ガンであって、この場合、２つの線材が線材端部において電気的に接触するように供給される。端部は、線材を通じて供給される電流を用いた電気的なアークによって溶融される。圧縮ガス（通常空気）のジェットが、溶融金属を霧化しかつ溶融金属粒子の噴霧流を生ぜしめるように、先端部を通じて吹き付けられる。アーク電流は、通常数百アンペアのオーダである。通常、電力は、供給ローラに結合されたケーブル及び／又は線材と電気的に接触しかつ線材をアーク形成箇所にまで案内する、ガンに設けられた線材ガイドを通じて搬送される。
【０００３】
例えば、米国特許第４６６８８５２号明細書（フォックス（Ｆｏｘ）他）に開示されているように、溶融線材先端部に霧化空気を噴射するための様々な構成が、効果的な噴霧流を提供するために、及び噴霧流を修正及び改良するために補助空気を導入するために使用されてきた。しかしながら、搬送中の霧化粒子の酸化を低減してコーティングの質及び付着率を改善するために、噴霧流の改良、特により高速で狭幅な噴霧の必要性が残っている。ガンにおける霧化は満足できるものであるので、アーク又は霧化に影響することなしに噴霧流を改良することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、改良された噴霧流を生ぜしめるための、改良された、２本線材式のアーク溶射装置を提供することである。特定の課題は、より高速で狭幅な噴霧流を生ぜしめるための、このような装置を提供することである。別の課題は、アーク又は霧化に著しく影響することなしに、このような改良された噴霧流を生ぜしめるための、新規の二次的なガス流を備えたこのような装置を提供することである。さらに別の課題は、前記課題を達成するために、このような装置のための新規のガスキャップを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題及びその他の課題は、ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触箇所にまで金属製の２つの線材を案内するためにガン本体によって、集束するように保持された１対の管状の線材と、を備えたアーク溶射ガンを有するアーク溶射装置によって、少なくとも部分的に達成された。線材供給機構は、線材ガイドを通じて線材を供給する。中心軸線に沿ってガン本体に設けられた一次ガスチャネリングは、線材ガイドに対して中心に位置している。線材には、噴霧端部にアーク及びひいては溶融した金属を生ぜしめるためにアーク電流が流れる。一次ガスチャネリングには、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成を目的として一次ガス流を発生させるために、一次圧縮ガス源が接続されている。
【０００６】
中心軸線と同軸的にガン本体にガスキャップが取り付けられている。ガスキャップは、中心軸線を中心にしてアーチ状に等間隔を置いて配置された、少なくとも４つの複数のオリフィスを有している。オリフィスには、二次的な圧縮ガス源が接続されており、また、中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって、前方向成分と共に内方へ二次的なガスジェットを向けるように方向付けられている。交差箇所は、接触点の近傍に位置しており、また、ジェットが霧化をほとんど妨害しないように接触点から十分に間隔を置いて配置されている。これにより、噴霧流が、二次的なガスジェットによって狭窄されかつ加速される。
【０００７】
前記課題は、前記のアーク溶射装置のガン本体に組み付けられるのに適した構造を有するガスキャップを用いても達成された。ガスキャップは、前記ガスキャップのように複数のオリフィスを有している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による２本線材式の溶射ガン１０（図１〜図３）は、発明の実施の形態において説明されるガスキャップに関することを除いては慣用のタイプであってよい。この実施例の場合、ガン本体は３つの部分、すなわち前部１４と、中間部１６と、後部１８とを有している（図３）。中間部は、プレナムチャンバ２０を形成している。テーパした前部は、ガスキャビティ２２を形成している。センタリング円筒体２４は、前部と中間部との間の隔壁からガスキャビティ内に前方へ延びている。管状の取付け部材２８は、支持円筒体３０に設けられた直径方向で対向した孔と、センタリング円筒体の前端部に設けられた傾斜部３１とによって、中間部１６内に位置決めされている。線材ガイドが、取付け部材２８の前端にねじ込むことによって取り付けられている。
【０００９】
（発明の実施の形態及び請求項において使用されているように、“前方”という言葉は線材が駆動される方向に相当し、“後方”という言葉は反対方向を表す。“内方”という言葉は、軸線方向に面した又は向かう方向を意味する）。
【００１０】
後部１８は、慣用の線材駆動機構３４を有している。このような線材駆動機構は、電気的に絶縁された供給ローラ３８に結合されたねじ歯車（図示せず）を駆動する小さな変速電気モータ（図示せず）を利用する。この場合、ローラの張力は、ばね張設装置４０と絶縁されたアイドラローラ３６とを用いて、各線材に対し維持されている。したがって、巻き体又は線材容器（図示せず）からフレキシブルな管４３を通じて延びた線材４２は、ローラによって、ガイド３２を通じて供給される。本発明では線材駆動機構のタイプは重要でなく、その他のあらゆる適切な慣用の又は所望の機構を使用してよい。ガン内の線材駆動機構の代わりに用いるために又はこれを補足するために、巻き体における押圧式駆動機構を使用してもよい。
【００１１】
線材ガイドのための位置決めリング４６は、ガスキャップ４８によって、ガン本体の前部の前端の内部に保持されている。ピン５０は、リングの回転を阻止している。ガン本体１４，１６，１８と、センタリング円筒体２４と、位置決めリング４６とは、硬質プラスチック等の電気的に絶縁性の材料から形成されている。本体部分は、例えばエポキシ樹脂又はねじを用いて慣用の形式で一体的に保持されている。特に後部は、線材駆動機構へのアクセスが可能であるように、取外し可能なねじを備えたカバーを有している。
【００１２】
この実施例の場合、線材４２への電気的接触は線材ガイド３２を介して形成されている。線材ガイドへの電気的な接触は、導電性の円筒体３０を介して形成されている。電源５５からの電力ケーブルを有する標準的なホース５４から続いている導電性の管は、個々に円筒体の底部に結合している。本発明では線材への電気的な接続は重要ではなく、ローラ等のその他の慣用の又は所望の接触手段を使用してよく、接触は、ガンから離れて、例えば線材のリールのための取付け部において行われてよい。
【００１３】
ガスキャップ４８は、ガン本体の前部１４にねじ込まれた保持リング５６によって、ガン本体前部に保持されている。ガスキャップは、線材ガイドの間に中心に位置した中心軸線５８と同軸的に位置決めされている。この実施例におけるガスキャップは、拡開区分の後方に、テーパした区分６０を有しており、このテーパした区分６０は、室、すなわちガスキャビティ２２から線材先端部７２へ噴霧空気流を方向付ける一次空気ノズルを形成するように、狭窄した開口６１にまで前方に向かって狭まっている。
【００１４】
一次的な圧縮ガス源６２からの噴霧空気又はその他のガスは、ホース５４を通じて管５２内へ、円筒体３０を通じて上方へ搬送される。この円筒体３０は、管状であり、上部においてシールされている。次いで、空気は、円筒体に設けられた横穴７０を通じて、中間部１６に設けられたマニホルド室、すなわちプレナムチャンバ２０内へ流入する。空気は、マニホルド室から、隔壁２６に設けられた４つの孔６４を通じてガスキャビティ２２に導入される。Ｏリング６８は、保持部材に沿って空気が漏れて戻ることを防止する。
【００１５】
線材ガイド３２は、前方に向かって間隔が次第に狭まっているので、線材ガイドを通って供給される金属製の線材の先端（端部）７２は、線材ガイドの前方の箇所７４において互いに接触している。慣用のアーク電力源（通常ＤＣ）が線材を通じて加えられると、電気的なアークが形成され、これにより、線材の端部が溶融する。ガスキャップのテーパした区分６０によって形成された一次ガスノズルは、付着のために基板に対し溶融金属流の噴霧流（矢印によって概略的に示した）を噴霧しかつ噴射するために、溶融した線材先端部を通じて軸線方向に空気の一次ジェットを発生させる。線材の接触は、アーク放電の幾分非晶の領域において行われるので、このために、接触点７４は、アークなしの線材の内部で後方の縁部の接触点として規定される。
【００１６】
噴霧ノズルのための別の形式が使用されてよい。例えば、前記米国特許第４６６８８５２号明細書に示されているように、空気キャップのテーパ区分の代わりにノズルオリフィスが使用されてよい。ここで参照される、このようなノズルに関する部分及びその他の側面は参照のために示されている。択一的に、２つ又は３つ以上のガスジェット、例えば同軸的な通路が、有利には軸対称又は同軸的に、使用されてよい。しかしながら、単純さ及び効果的な霧化のために、テーパ区分をガスキャップに設けると有利である。
【００１７】
霧化部の下流において高速の噴霧流を促進するために、ガスキャップ４８が、円錐形に拡開した内面７８を有していると有利であり、この内面７８は、噴霧端部のための接触点７４を取り囲んでおり、下流（前方）に向かって拡開している。少なくとも４つの複数のオリフィス８０が、ガスキャップにアーチ状に等間隔を置いて配置されている。概して、有利には１０〜２０の、例えば１６の（図４）、実際的な数のオリフィスが設けられていることが望ましい。オリフィスは、保持リング５６によって取り囲まれておりかつＯリング８４を用いてシールされたガスキャップの縁部に設けられた環状のチャンバ８２を介して、二次的な圧縮ガス（概して空気）源に接続されている。半径方向のダクト８６は、保持リング５６の突出部９３に設けられた標準的なガス取付部材９２に結合されたガスホース９０を介して、チャンバを圧縮空気源８８に接続させている。
【００１８】
オリフィス８０は、二次的なガスジェット９４を、中心軸線５８上のオリフィス軸線９７の交差箇所９６に向かって、前方向成分と共に内方へ向けるように方向付けられている。交差箇所は、接触点７４の近傍に位置しているが、二次的なガスが霧化を著しく妨害することがないように接触点７４から十分に下流に間隔を置いて位置しているので、前もって形成された噴霧流が、二次的なガスによって狭められかつ加速させられる。交差箇所は、著しい妨害を回避するために必要な分よりも、接触点から著しく離れて間隔を置かれるべきではない。交差箇所は、接触点から約３ｃｍの範囲内、さらに有利には０．５ｃｍ〜１ｃｍに位置していると有利である。オリフィスは、中心軸線に対して約３０゜〜約４０゜、有利には３５゜の角度で中心軸線上の交差箇所に向かって集束するように位置していることが望ましい。
【００１９】
オリフィスは、図示したように、ガスキャップに設けられた穿孔された穴として単純に形成されているか、又はこのような穴にはめ込まれたノズル挿入体のセットとして形成されていていよい。内面７８の拡開は望ましいが、別の実施例（図５）の場合には、ガスキャップ９８は、アークシールドとして働く、拡開していない円筒状の内面１０２と、環状部１０６から、前方に面した面１０５を貫通した、内方及び前方に向けられた複数のオリフィス１０４とを有している。上流に位置した前方に向かって形成されたテーパ１０８は、前の実施例における噴霧ノズルとして形成されている。このガスキャップは、図１のガンに設けられたガスキャップの代わりに用いることができる。その他の変化実施例の場合には、アークシールド１０２が省略されてよく、かつ／又は面１０５が、図示したように平坦である代わりに、前方に向かって形成された浅いテーパを有していてよい。別の択一的な実施例（図示せず）の場合には、オリフィスは円筒状の内面１０２から延びてよいが、このことは、交差箇所９６を接触点７４から著しく離れて配置する。さらに別の実施例（図示せず）では、オリフィスは、適当な向きで保持された管のリングによって提供されてよい。しかしながら、概して、ガスキャップに設けられた単純な穴としてオリフィスを提供すると有利である。
【００２０】
オリフィスは、圧縮ガス源８８からの高い圧力の下で高い速度を有するチョークドフローが噴霧流に向かって形成されるようなサイズであることが望ましい。オリフィスは、高いジェット速度を生ぜしめるために、直径に対する長さの高いアスペクト比を備えて形成されていることが望ましく、アスペクト比は少なくとも４：１であることが望ましい。オリフィスの直径は、概して約０．５〜２ｍｍ、例えば１．６ｍｍであることが望ましい。オリフィスは、中心軸線に対して約１５〜約８０゜の角度で、さらに有利には約３０〜約４０゜の角度で、中心軸線上の交差箇所に向かって集束するように配置されている。圧縮空気源８８は、所望の程度の噴霧流の狭窄及び狭めのための有効なジェット流を提供するように調整されることが望ましい。
【００２１】
円錐形の内面７８（図１）が使用されるならば、このような内面は中心軸線に対して約３０゜〜約５０゜の角度で中心軸線から離れるように拡開していると有利である。円錐形の内面は、ガスの膨張及び加速を最適化するように湾曲を有していてよく、この場合、前記の制限は、平均的な拡開に適応する。
【００２２】
二次的な圧縮空気（又はその他のガス）源は、例えば前記米国特許第４６６８８５２号明細書に開示されているように、分配ブロックを介して、この実施例における一次供給源と同じ供給源から択一的に引き出されてよい。さらに、本発明のガスキャップは、別の形式の２線材式アークガン及び種々異なる形式のヘッド部材において使用されてよい。内方及び前方へ方向付けられたオリフィスを備えた、本発明によるガスキャップは、適当に適応させることによってこのようなあらゆるガンに組み付けられてよい。
【００２３】
【実施例】
噴霧は、図１に示されたタイプのガスキャップが組み付けられた、Ｓｕｌｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ社製のＳｍａｒｔＡｒｃＴＭ  アーク溶射ガンを用いて行われた。内方へのテーパの端部における、ガスキャップの最小内径は、線材ガイド端部から２．５ｍｍだけ下流に位置していた。ガスキャップは、最小直径から、軸線から離れる方向に４０゜の角度で、出口における２．６ｃｍの最大直径にまで、１．２ｃｍの軸線方向距離だけ拡開した内面を有していた。ガスキャップは、直径が１．６ｍｍでアスペクト比が７：１の１６のオリフィスを有しており、オリフィスは、ガンの軸線に対して３５゜の角度で、交差箇所に向かって集束するように配置されている。線材先端部の接触点は、線材ガイドの端部から１．０ｃｍだけ下流に位置しており、軸線上のオリフィスの交差箇所は、接触点から８ｍｍだけ下流に位置している。直径が１．６ｍｍのステンレス鋼製の線材（Ｓｕｌｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ社製のＭｅｔｃｏｌｏｙＴＭ  ＃２）は、２５０アンペア、２ｂａｒ（８０ｐｓｉ）の一次空気圧、４．８ｂａｒ（７０ｐｓｉ）の二次空気圧、及び約９ｋｇ／ｈｒの噴霧速度を用いて噴霧された。
【００２４】
量では測定されなかったが、酸化物がより少なく、密度がより高くかつより硬いコーティングによって証明されたように、二次空気流を用いない同様の噴霧よりも、噴霧速度が著しく増大したことが確認された。コーティングのロックウェル硬さは、二次空気ジェットを用いずに、同様のパラメータを有して噴霧された同じステンレス鋼の慣用のコーティングのロックウェル硬さよりも少なくとも１０％大きかった。また、さらに著しく狭幅の噴霧流が生ぜしめられた。交差箇所が線材の接触点の近傍に、しかし間隔を置いて位置しているので、噴射された二次空気は、霧化又は別の霧化からの粒子形成に著しく影響せず、これにより、結果的に生じるコーティングにおける酸化物レベルが低く保持された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアーク溶射ガンの前部を示す、上から見た断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って見た横断面図である。
【図３】図１のアーク溶射ガンの中間部及び後部を示す、側方から見た断面図である。
【図４】図１のアーク溶射ガンのためのガスキャップを示す正面図である。
【図５】本発明によるガスキャップの別の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０  溶射ガン、  １４  前部、  １６  中間部、  １８  後部、  ２０  プレナムチャンバ、  ２２  ガスキャビティ、  ２４  センタリング円筒体、  ２８  取付け部材、  ３０  支持円筒体、  ３２  線材ガイド、  ３４  駆動機構、  ３６  アイドラローラ、  ３８  供給ローラ、  ４０  ばね張設装置、  ４２  線材、  ４３  管、  ４６  位置決めリング、  ４８  ガスキャップ、  ５２  管、  ５４  ホース、  ５５  電源、  ５６  保持リング、  ５８  中心軸線、  ６０  テーパ区分、  ６２  圧縮ガス源、  ６４  孔、  ６８  Ｏリング、  ７０  横穴、  ７２  先端部、  ７４  接触箇所、  ７８  内面、  ８０  オリフィス、  ８２  チャンバ、  ８４  Ｏリング、  ８６  ダクト、  ８８  圧縮空気源、  ９０  ガスホース、  ９２  ガス取付け部、  ９３  突出部、  ９４  二次的なガスジェット、  ９６  交差箇所、  ９８  ガスキャップ、  １０２  内面、  １０４  オリフィス、  １０６  環状部、  １０８  テーパ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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